DE102018116134A1 - Elektromechanischer Aktuator mit stufenloser Bremseinrichtung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Aktuator (1), insbesondere für eine Hinterradlenkung eines Kraftfahrzeugs mit einem ersten Elektromotor (2), einem Getriebe zur Wandlung einer Rotation einer Motorwelle (3) des ersten Elektromotors (2) in eine Linearbewegung sowie einer Bremseinrichtung (10) zur Festlegung der Motorwelle (3). Um die die Motorwelle (3) zielgenau und unabhängig von deren Drehrichtung komfortabel abbremsen zu können, ist die Bremseinrichtung (10) aus einem Bremsaktuator (20) mit einem zweiten Elektromotor (9) stufenlos bremsend gebildet.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Aktuator, insbesondere für eine Hinterradlenkung eines Kraftfahrzeugs mit einem ersten Elektromotor, einem Getriebe zur Wandlung einer Rotation einer Motorwelle des ersten Elektromotors in eine Linearbewegung sowie einer Bremseinrichtung zur Festlegung der Motorwelle.
  • Aus der Druckschrift DE 10 2013 211 230 A1 ist eine Vorrichtung zum Lenken einer Hinterachse eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei dem eine Festlegung der Motorwelle mittels Stiften in diskreten Drehwinkelpositionen formschlüssig erfolgt.
  • Aus der Druckschrift DE 10 2008 024 910 A1 ist ein elektromechanischer Aktuator mit einer Lastmomentsperre bekannt, welche mittels einer Schlingenfeder bewirkt wird. Bei Drehrichtungsänderungen entsteht ein Umschaltgeräusch. Weiterhin sind exakte Fertigungstoleranzen der Schlingenfeder zu beachten.
  • Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines elektromechanischen Aktuators mit Bremseinrichtung. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, einen elektromechanischen Aktuator vorzuschlagen, welcher eine stufenlose Arretierung ohne Geräusche beim Drehrichtungswechsel ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
  • Der vorgeschlagene elektromechanische Aktuator dient der linearen Beaufschlagung von Betätigungselementen insbesondere in Kraftfahrzeugen. In bevorzugter Weise dient der elektromechanische Aktuator der Steuerung einer Hinterradlenkung eines Kraftfahrzeugs. Hierbei verlagert der elektromechanische Aktuator linear eine Spurstange der Hinterradlenkung. Der elektromechanische Aktuator enthält hierzu einen ersten Elektromotor, ein Getriebe zur Wandlung einer Rotation einer Motorwelle des ersten Elektromotors in eine Linearbewegung, beispielsweise einen Kugelgewindetrieb, einen Spindeltrieb oder dergleichen. Die Motorwelle kann direkt, das heißt koaxial oder achsparallel unter Zwischenschaltung eines Kettentriebs, eines Riementriebs oder einer Zahnradverbindung mit einer Getriebewelle des Getriebes verbunden sein. Der elektromechanische Aktuator weist zudem eine Bremseinrichtung zur Festlegung der Motorwelle auf. Um eine stufenlose Festlegung der Motorwelle und ohne Umschaltgeräusche bei einer Drehrichtungsumkehr vorsehen zu können, ist die Bremseinrichtung aus einem Bremsaktuator mit einem zweiten Elektromotor stufenlos bremsend gebildet. Dabei bremst der zweite Elektromotor die Motorwelle mittels Bremsbacken, die bevorzugt bezogen auf die Motorwelle gegenüberliegend angeordnet sind. Mittels einer entsprechenden kinematischen Einrichtung ist bei einer Drehbewegung des zweiten Elektromotors eine gegenläufige Bewegung der gegenüber der Motorwelle wirksamen Bremsbacken vorgesehen, so dass abhängig von der Drehrichtung der Motorwelle wie Rotor des zweiten Elektromotors die Motorwelle des ersten Motors gebremst oder die gebremste Motorwelle wieder gelöst wird.
  • Die kinematische Einrichtung kann beispielsweise vorgesehen sein, indem der zweite Elektromotor mittels einer Spindel bezüglich der Motorwelle gegenüberliegend angeordnete Bremsbacken gegenläufig antreibt. Die Spindel ist hierbei mit zwei gegenläufigen Gewindeabschnitten ausgebildet, auf denen jeweils ein einer Bremsbacke zugeordneter Nutstein aufgenommen ist.
  • Für jeweils eine Bremsbacke kann ein Schenkel vorgesehen sein, an dem die Bremsbacke verdrehbar aufgenommen ist, wobei die Schenkel an einer Seite mit einer Verbindungsstange verdrehbar verbunden sind und an der anderen Seite jeweils der auf dem entsprechenden Gewindeabschnitt der Spindel verlagerbar aufgenommener Nutstein bei Verdrehung der Motorwelle des zweiten Elektromotors linear verlagert wird, so dass abhängig von der Drehrichtung gebremst oder die Bremse gelöst wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des elektromechanischen Aktuators sind die Motorwellen der beiden Elektromotoren senkrecht zueinander angeordnet.
  • Die Erfindung wird anhand des in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:
    • 1 eine Seitenansicht eines elektromechanischen Aktuators in schematischer Darstellung und
    • 2 einen Schnitt durch die Bremseinrichtung des elektromechanischen Aktuators der 1 entlang der Schnittlinie A-A.
  • Die 1 zeigt den für eine Hinterradlenkung eines Kraftfahrzeugs vorgesehenen elektromechanischen Aktuator 1 in schematischer Seitenansicht. Der erste Elektromotor 2 treibt mittels seiner Motorwelle 3 über den Riementrieb 4 den Kugelgewindetrieb 5 an, der die Drehbewegung der Motorwelle 3 in eine Linearbewegung der Spindel 6 übersetzt. Die Spindel 6 ist in dem Linearkugellager 7 linear verschieblich gelagert und weist an ihrem Ende die Spurstangenaufnahme 8 zur Verlagerung der Spurstange des Hinterradantriebs auf.
  • Zur stufenlosen Festlegung der Motorwelle 3 und damit zur Arretierung der Hinterradlenkung ist an der Motorwelle die als separater Bremsaktuator 20 vorgesehene Bremseinrichtung 10 mit einem zweiten Elektromotor 9 vorgesehen. Dessen Motorwelle 11 ist senkrecht zur Motorwelle 3 angeordnet und betätigt abhängig von ihrer Drehrichtung gegenüberliegend an der Motorwelle angeordnete Bremsbacken 12 mittels der Spindeleinrichtung 13. Die Spindeleinrichtung 13 kann selbsthemmend ausgebildet sein, so dass eine Festlegung der Motorwelle 3 stromlos erfolgen kann.
  • Die 2 zeigt die Bremseinrichtung 10 des elektromechanischen Aktuators 1 der 1 entlang der Schnittlinie A-A. Die Motorwelle 11 des Elektromotors 9 treibt die Spindel 14 der Spindeleinrichtung 13 an. Die Spindel 14 weist zwei gegenläufige Gewindeabschnitte 15, 16 auf, auf denen jeweils ein Nutstein 17 aufgenommen ist. Die Nutsteine 17 sind jeweils mit den Schenkeln 18 verbunden, die mittels der Pins 19 jeweils eine Bremsbacke 12 verdrehbar aufnehmen. An den den Nutsteinen 17 gegenüberliegenden Enden der Schenkel 18 sind diese mittels der Verbindungsstange 21 miteinander gelenkig verbunden. Durch Verdrehung der Motorwelle 11 in eine Drehrichtung wird die Motorwelle 3 festgelegt und in die andere Richtung gelöst.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    elektromechanischer Aktuator
    2
    Elektromotor
    3
    Motorwelle
    4
    Riementrieb
    5
    Kugelgewindetrieb
    6
    Spindel
    7
    Linearkugellager
    8
    Spurstangenaufnahme
    9
    Elektromotor
    10
    Bremseinrichtung
    11
    Motorwelle
    12
    Bremsbacke
    13
    Spindeleinrichtung
    14
    Spindel
    15
    Gewindeabschnitt
    16
    Gewindeabschnitt
    17
    Nutstein
    18
    Schenkel
    19
    Pin
    20
    Bremsaktuator
    21
    Verbindungsstange
    A-A
    Schnittlinie
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102013211230 A1 [0002]
    • DE 102008024910 A1 [0003]

Claims (4)

  1. Elektromechanischer Aktuator (1), insbesondere für eine Hinterradlenkung eines Kraftfahrzeugs mit einem ersten Elektromotor (2), einem Getriebe zur Wandlung einer Rotation einer Motorwelle (3) des ersten Elektromotors (2) in eine Linearbewegung sowie einer Bremseinrichtung (10) zur Festlegung der Motorwelle (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (10) aus einem Bremsaktuator (20) mit einem zweiten Elektromotor (9) stufenlos bremsend gebildet ist.
  2. Elektromechanischer Aktuator (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Elektromotor (9) mittels einer Spindel (14) bezüglich der Motorwelle (3) gegenüberliegend angeordnete Bremsbacken (12) gegenläufig antreibt.
  3. Elektromechanischer Aktuator (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für jeweils eine Bremsbacke (12) ein Schenkel (18) vorgesehen ist, an dem die Bremsbacke (12) verdrehbar aufgenommen ist, wobei die Schenkel (18) an einer Seite mit einer Verbindungsstange (21) verdrehbar verbunden sind und an der anderen Seite einen auf der Spindel (14) aufgenommenen Nutstein (17) aufweisen.
  4. Elektromechanischer Aktuator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwellen (3, 11) der Elektromotoren (2, 9) senkrecht zueinander angeordnet sind.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008024910A1 (de) 2008-05-23 2009-11-26 Schaeffler Kg Aktuator mit einer Lastmomentsperre
DE102013211230A1 (de) 2013-06-17 2014-12-18 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zum Lenken einer Hinterachse eines Kraftfahrzeugs

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